Los científicos han encontrado una manera de saltarse los pasos más desafiantes al construir modelos de cerebro humano en miniatura en el laboratorio.
En lugar de permitir que las células madre proliferen por millones y se conviertan en diferentes tipos de células, como neuronas, investigadores de los Países Bajos han logrado desarrollar un organoide cerebral directamente a partir de tejido cerebral fetal.
La estructura autoensamblada tiene aproximadamente el tamaño de un grano de arroz. Aunque no es un verdadero órgano (no tiene pensamientos, sentimientos ni conciencia), los investigadores esperan que resulte un modelo valioso para el tratamiento de enfermedades y trastornos cerebrales, especialmente en niños.
«Con nuestro estudio hacemos una contribución importante a los campos de la investigación de organoides y del cerebro», afirma Hans Clevers, pionero de la investigación de organoides en el Instituto Hubrecht y el Centro Princesa Máxima.
«Hasta ahora, hemos podido obtener orgánulos de la mayoría de los órganos humanos, pero no del cerebro; es realmente emocionante que ahora podamos superar ese obstáculo».
El tejido cerebral fetal a menudo se obtiene de abortos electivos, y su permisibilidad ética en la investigación científica varía considerablemente de un país a otro: algunos países prohíben su uso por completo y otros, como los Países Bajos, lo permiten con limitaciones estrictas.
Debido a la baja disponibilidad de tejido embrionario, hasta ahora los científicos sólo habían cultivado «minicerebros» humanos a partir de células madre.
Pero a diferencia de los organoides derivados de células, que maduran espontáneamente hasta un punto final, los organoides derivados de tejidos reflejan un estado de crecimiento estable y localizado que puede mantenerse durante un período de tiempo.
En los Países Bajos, investigadores del Centro Princesa Máxima de Oncología Pediátrica y el Instituto Hubrecht trabajaron estrechamente con especialistas en bioética para diseñar su método.
Finalmente, el equipo pudo combinar pequeños trozos de tejido cerebral fetal para autoorganizarse en un plato, creando una estructura tridimensional en capas con diferentes tipos de células, incluidas neuronas y células de soporte llamadas glía radial.
La glía radial es un desarrollo particularmente interesante, ya que se trata de características específicas de los humanos que no se replican en modelos de roedores.
Aún mejor, el organoide cerebral continuó respondiendo a ciertas señales químicas como un cerebro vivo y permaneció vivo durante más de seis meses.
En comparación, los organoides cerebrales elaborados a partir de células madre pueden hacerlo en más de 80 días.
Wise y sus colegas pudieron manipular genéticamente sus organoides para que parecieran tumores cancerosos y probar medicamentos en ellos.
El equipo sospecha que su éxito se debe en parte a las proteínas que puede producir el tejido cerebral. Estas proteínas críticas crean un andamiaje para que las células cerebrales puedan autoorganizarse en una estructura tridimensional.
«Nuestro nuevo modelo cerebral derivado de tejido nos permite comprender mejor cómo el cerebro en desarrollo regula la identidad celular», dice Benedetta Arteziani, líder del grupo de investigación en el Centro Princesa Máxima.
«Esto nos ayudará a comprender cómo los errores en ese proceso pueden conducir a trastornos del desarrollo neurológico como la microcefalia, así como a otras enfermedades causadas por un retraso en el desarrollo, incluido el cáncer cerebral infantil».
El estudio fue publicado en la célula.
